一道初中幾何題的兩種解法探索

題目如下圖1。

圖1


解法1

因比值與圓的大小無關(guān)贮聂,故不妨設(shè)AC=1,則AB=\sqrt{2}

角ADC為直角寨辩,設(shè)DA=x,DC=y,則x^2 +y^2 =1吓懈。

如圖2,過B點(diǎn)作BQ垂直DC延長(zhǎng)線于Q靡狞。

圖2

由角ADC=角ACB=角CQB=90度骄瓣,AC=BC,易證\Delta ADC\cong CQB

\Rightarrow CQ=DA=x耍攘,QB=DC=y ,? DQ=x+y,DB^2= DQ^2+QB^2 =x^2 +2xy+2y^2

\Delta DAB中,AE\bot DB.

DE+EB=DB? (1)

AD^2 -DE^2 =AB^2-BE^2 \Rightarrow BE^2 -DE^2 = 2-x^2\Rightarrow? BE -DE = \frac{2-x^2}{DB}? ? (2)

由(1)畔勤、(2)可得:

2BE=\frac{DB^2+2-x^2 }{DB} =\frac{x^2 +2xy+2y^2+2(x^2 +y^2 )-x^2}{DB}

=\frac{2x^2 +4y^2 +2xy}{DB}

2DE=\frac{DB^2-2+x^2? }{DB} =\frac{2xy}{DB}

\Rightarrow \frac{BE}{DE}= \frac{x^2+2y^2+xy}{xy} \geq \frac{2\sqrt{2}xy+xy }{xy} =2\sqrt{2}+1

所求最小值為2\sqrt{2} +1蕾各,當(dāng)x^2=2y^2時(shí)取得。


解法1雖然不難想到庆揪,但還是講一下它的來歷式曲,是怎么想到的,關(guān)鍵的思維之道有哪些?

? 1)模式識(shí)別吝羞。觀察圖形兰伤,見微知著(局部到整體,到系統(tǒng)钧排,小中見大敦腔,要有升格意識(shí)),見有思無恨溜。觀察圖形符衔,發(fā)現(xiàn)角ACB附近的幾何結(jié)構(gòu)與K形圖(一線三等角、三垂直)模型存在部分類似糟袁。也就是看到“角ACB判族、角ADC為90度”,這是看到的"微项戴、小形帮、部分"或"局部",從這些蛛絲馬跡見微知著聯(lián)想到K形圖模型周叮,這個(gè)模型就是“著”(大辩撑、整體、系統(tǒng))则吟。也可看出”見微知著”是”模型思想”的先導(dǎo)或藥引子槐臀,它可以把思考者的思緒導(dǎo)向?qū)?yīng)的數(shù)學(xué)模型,當(dāng)然它不僅僅只是”模型思想”的先導(dǎo)氓仲,它作為底層認(rèn)知邏輯水慨,也可作其他思維方法、思想方法的先導(dǎo)敬扛,例如軌跡思想晰洒、集合思想、構(gòu)造思想等啥箭。

? 此題中的K形圖不完整谍珊,把它與K形圖模型比較一下就知道存在差異,還缺一個(gè)直角急侥。自然而然想到完形補(bǔ)美:存在差異就消除差異砌滞,差啥就補(bǔ)啥,就配湊啥坏怪,就微調(diào)啥贝润。故見微知著地完形構(gòu)造:作直角BQC,補(bǔ)齊三個(gè)直角铝宵,產(chǎn)生完整的K形圖實(shí)例打掘。

? 我們知道”觀察华畏、比較、分類尊蚁、關(guān)聯(lián)(聯(lián)結(jié))”是我們常用的基礎(chǔ)的認(rèn)知方法亡笑,而“見微知著,小中見大横朋,窺一斑而見全豹仑乌,見有思無,有中生無叶撒,無中生有绝骚,有無相生”是認(rèn)知的底層邏輯之一。這些底層認(rèn)知邏輯在數(shù)學(xué)思維活動(dòng)中得到廣泛運(yùn)用祠够,在幾何压汪、代數(shù)等解題中的運(yùn)用隨處可見。

? 人類通常很難對(duì)事物古瓤、本質(zhì)都一覽無余止剖,都是在獲得部分信息的基礎(chǔ)上,小(部分落君、局部)中見大(整體穿香、系統(tǒng)),試圖推導(dǎo)出整體绎速,從表象與膚淺走向本質(zhì)與深刻皮获。例如在幾何解題中,看到相等的兩條線段交于一點(diǎn)(共一個(gè)端點(diǎn))纹冤,我們會(huì)見微知著洒宝,相似聯(lián)想到幾何中的旋轉(zhuǎn)變換,因?yàn)椤毕嗟鹊膬蓷l線段交于一點(diǎn)”這個(gè)微這個(gè)蛛絲馬跡與幾何旋轉(zhuǎn)變換的一部分性質(zhì)是相同的或類似的:繞某一點(diǎn)(旋轉(zhuǎn)中心)旋轉(zhuǎn)時(shí)萌京,以該旋轉(zhuǎn)中心為端點(diǎn)的線段旋轉(zhuǎn)后保持不變(相等)雁歌,所以可以聯(lián)想到”著”(旋轉(zhuǎn)變換)。當(dāng)然只要是對(duì)應(yīng)線段都相等知残,與是否過旋轉(zhuǎn)中心無關(guān)靠瞎,所以有時(shí)看到兩條線段相等或要證明它們相等,即便這兩條線段沒有公共端點(diǎn)求妹,有時(shí)也可“見微知著”聯(lián)想到旋轉(zhuǎn)變換或證三角形全等乏盐。再比如,當(dāng)看到兩條線段相等制恍,兩個(gè)角相等(這兩條相等線段分別是兩個(gè)角的一條邊)丑勤,我們往往見微知著想到全等三角形模型,之后再根據(jù)全等的三個(gè)條件吧趣,還缺少一個(gè)全等條件,這個(gè)缺少的條件是隱藏的,故作輔助線創(chuàng)造出缺少的這個(gè)條件强挫,化隱為顯岔霸,完形補(bǔ)美。構(gòu)造三角形相似模型也是類似的俯渤。

再比如呆细,軌跡思想啟發(fā)你的思維從單個(gè)動(dòng)點(diǎn)想到動(dòng)點(diǎn)的軌跡(動(dòng)點(diǎn)集合形成的幾何結(jié)構(gòu)),而不要只盯著單個(gè)動(dòng)點(diǎn)八匠,軌跡思想和集合思想都有“見微知著”作為其底層邏輯絮爷。

? 見微知著作為底層認(rèn)知邏輯在代數(shù)問題中的應(yīng)用就不舉例了。

? ”見有思無梨树,有中生無坑夯,無中生有,有無相生”抡四。這些其實(shí)就是創(chuàng)新與探索發(fā)現(xiàn)的能力柜蜈。可以從見微知著的角度來作下解釋指巡∈缏模看到各種現(xiàn)象觸發(fā)人們思考現(xiàn)象背后隱藏的本質(zhì)與規(guī)律,萬事萬物負(fù)陰抱陽藻雪,都有陰與陽/有與無的兩面∶卦耄現(xiàn)象是”有”,屬陽勉耀,一般是可見的指煎,明顯的,而大道無形瑰排,本質(zhì)和規(guī)律是”無”贯要,屬陰⊥肿。”無”不是沒有崇渗,不是不存在,而是因?yàn)樗鼈兪请[藏的京郑、被掩蓋的宅广、善變的、無形的些举、幽暗的跟狱,不容易看到,不容易被發(fā)現(xiàn)户魏,需要有思維智慧和慧眼來發(fā)現(xiàn)它們驶臊,如幾何題中的輔助線挪挤、問題中潛藏的數(shù)學(xué)模式,物理中的磁場(chǎng)和暗物質(zhì)关翎,雖然肉眼看不見扛门,但存在,需要有慧眼纵寝,需要思維智慧猜想想象出它們的存在或發(fā)現(xiàn)它們的存在论寨,并通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。

? ? 在海上航行看到露出海面上的冰山爽茴,露出海上的冰山是”有”葬凳,見微知著想到&知道在海面下還隱藏著不可見的冰山。海面下的這些不容易看見的冰山是”無”室奏,而通過海上的冰山想到海面下關(guān)聯(lián)的冰山火焰,我思故我在,想到之后就是”有”了窍奋,這就是”見有思無荐健,有中生無”。

? ? 從具體事物琳袄、具體方法和實(shí)踐中提煉出思想方法也是“有中生無”江场,相對(duì)而言思想方法是“無”,具體方法是“有”窖逗。相對(duì)而言址否,具有哲學(xué)性質(zhì)的數(shù)學(xué)思想方法是“無”,而形而下的碎紊、數(shù)學(xué)特有的思想方法是“有”佑附。

? ? ”無中生有”的例子也有很多,例如心意識(shí)仗考,大腦中的思維活動(dòng)是無形的(相對(duì)而言)音同,但通過思維活動(dòng),發(fā)現(xiàn)發(fā)明很多科學(xué)理論和新事物秃嗜,這就是無中生有权均,可見“無”的威力更大,它是“有”之母锅锨,有生于無叽赊。我們?cè)跀?shù)學(xué)解題中,從行動(dòng)到行動(dòng)必搞,運(yùn)用各種思維方法必指、思維策略和思想方法產(chǎn)生解題思路、解題突破口恕洲、解題操作以及解題方法塔橡,這也是無中生有梅割。

? ? “有中生無”與“無中生有”合起來就是"有無相生,有無思想”谱邪。有與無相互聯(lián)系炮捧,相互轉(zhuǎn)化,辯證統(tǒng)一惦银。

2)確定性分析與確定性思想。在一個(gè)確定的三角形中末誓,邊上的高把該邊分成確定的兩段扯俱。在圖2中,高AE把DB分成DE喇澡、EB兩端迅栅,這兩段的長(zhǎng)度可以通過計(jì)算推導(dǎo),用三條邊的長(zhǎng)度來表示晴玖,也就是確定了DE读存、BE與邊長(zhǎng)DB、x呕屎、\sqrt{2} 的函數(shù)關(guān)系让簿。從而得出DE/BE比值函數(shù),再求出該函數(shù)的最小值秀睛。

? 確定性思想和函數(shù)思想有關(guān)聯(lián)尔当,確定性思想的層次高于函數(shù)思想。


解法2


? 思緒從解法1中退出來蹂安,切換變化思維視角椭迎,運(yùn)用新思維新思想經(jīng)過探索產(chǎn)生解法2。

? 思維思想先行田盈,多思多想畜号,也就是要有靠譜的心動(dòng),念頭變化生滅:感覺&直覺審美+辯證法矛盾分析+簡(jiǎn)化意識(shí)+合情設(shè)想:求\frac{BE}{DE} 的最小值允瞧,但BE简软、DE這兩條線段長(zhǎng)度是變化的,這是不美的地方&痛點(diǎn)&妨礙解題的矛盾瓷式,也就是兩條變長(zhǎng)線段導(dǎo)致難以求出最小值替饿。

? 從矛盾消除與轉(zhuǎn)化的目的出發(fā),結(jié)合簡(jiǎn)化/化繁為簡(jiǎn)的意識(shí)贸典,我們進(jìn)行合情設(shè)想视卢,可產(chǎn)生如下美好的想法:如果能讓一條線段長(zhǎng)度固定,也就是把其中一條線段變成定長(zhǎng)廊驼,心理上覺得可簡(jiǎn)化問題据过,就容易求出最小值惋砂。 美好的想法要有,雖然不能保證它一定正確或可行绳锅,但萬一實(shí)現(xiàn)了呢西饵!

? 合情設(shè)想還有合情推理等屬于非邏輯思維精肃,解題思路和解法的探索與發(fā)現(xiàn)以及解題突破口的發(fā)現(xiàn)找蜜,一般是非邏輯思維與邏輯思維的結(jié)合,即合情公你、辯證原朝、靈活驯嘱、發(fā)散與適當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)合,通常更倚重各種非邏輯思維喳坠,例如觀察鞠评、聯(lián)想、類比壕鹉、猜想剃幌、直覺、試驗(yàn)晾浴、試探等负乡,它們不那么嚴(yán)謹(jǐn),但在解法探索發(fā)現(xiàn)中極其重要怠肋,只有在解法的論證求解階段敬鬓,才需要嚴(yán)格追求邏輯思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。而且鍛煉好邏輯思維本身并不難笙各,例如通過學(xué)習(xí)初高中數(shù)學(xué)和解題來培養(yǎng)學(xué)生們的邏輯思維能力就很容易钉答,如果再把它和非邏輯思維相比,那就更覺得它容易杈抢。數(shù)學(xué)思維高手的思維智慧和思維功底體現(xiàn)在對(duì)各種非邏輯思維的實(shí)踐體驗(yàn)和領(lǐng)悟提煉上数尿,體現(xiàn)在對(duì)各種數(shù)學(xué)思想方法和思維策略的領(lǐng)悟與實(shí)踐運(yùn)用上。

? 由"\frac{BE}{DE} 比值惶楼、BE右蹦、DE共端點(diǎn)E,且在同一直線上"歼捐,這是“微“或局部何陆。我們?cè)俅我娢⒅嗨坡?lián)想到平行線分線段相似模型豹储。

? ? 心動(dòng)到行動(dòng)的變現(xiàn)贷盲,由上面的一系列心動(dòng)(包括聯(lián)想到平行線模型)驅(qū)動(dòng)行動(dòng),自然得到如下的解題行動(dòng)操作:如下圖3所示,過D作AE的平行線DF交BA延長(zhǎng)線于F點(diǎn)巩剖。\frac{BE}{DE} =\frac{BA}{AF} 铝穷,BA是定長(zhǎng)(可認(rèn)為BA是定長(zhǎng)) ,故轉(zhuǎn)化為求AF的最大值佳魔。

圖3

? FA的端點(diǎn)A為定點(diǎn)曙聂,F(xiàn)為動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)A是變化的鞠鲜,似乎不難求出FA的最大值宁脊,但實(shí)際上直接求FA的最大值有些棘手,DF與FB的夾角是變化的贤姆,難以得出D點(diǎn)在圓P的哪個(gè)位置時(shí)FA取最大值朦佩。如果按解法1求出BE、DE的函數(shù)之后求出AF的函數(shù)庐氮,倒不如直接用解法1這種偏代數(shù)計(jì)算的方法。

? 靈活變通一下宋彼,思維方向變一下弄砍。角FDB為直角,D點(diǎn)也在以FB為直徑的動(dòng)圓上输涕,D點(diǎn)是該動(dòng)圓與圓P(定圓)的公共點(diǎn)(兩圓的交點(diǎn)或切點(diǎn))音婶。

? AB為定長(zhǎng),故可轉(zhuǎn)化為求出FB的最大值莱坎,即可求出FA的最大值衣式。

? 一滴水只有回到大海才不會(huì)枯竭,同時(shí)也可以看出我們也不是孤立的孤零零的求FB的最大值檐什,而是見微知著碴卧,用聯(lián)系的觀點(diǎn)升格問題,擴(kuò)大思維視野乃正,否定之否定住册,回歸到包含它的系統(tǒng)&整體,返回到包含它的數(shù)學(xué)模式&數(shù)學(xué)模型中瓮具,把FB置于動(dòng)圓中荧飞,置于動(dòng)圓與圓P圓O的關(guān)系(例如位置關(guān)系)中進(jìn)行思考,也就是回歸到大場(chǎng)景大系統(tǒng)中求其最大值名党。

? 但如何求FB的最大值叹阔,似乎難以有思路。

? 還是要借助數(shù)學(xué)思想的作用传睹,靠數(shù)學(xué)思想方法給力耳幢。各種思想方法都是某一種類型的思維內(nèi)容的生產(chǎn)者或思維方向思維視角的指引者,它們讓你產(chǎn)生靠譜的心動(dòng)(起心動(dòng)念蒋歌、產(chǎn)生念頭):?jiǎn)l(fā)你產(chǎn)生某種思維內(nèi)容帅掘,切換思維方向或視角委煤。而且日久或?qū)λ鼈凅w驗(yàn)深刻會(huì)產(chǎn)生與這種思想對(duì)應(yīng)的自覺的(思想)意識(shí),所以借助它們你就容易有各種想法修档,就容易發(fā)現(xiàn)解題突破口碧绞,提高了解決難題的可能性和效率。例如臨界思想啟發(fā)你的思維要考慮邊界情況吱窝,方程思想方程意識(shí)啟發(fā)你要注意考慮列方程讥邻,也就是在你的思維內(nèi)容中產(chǎn)生列方程的念頭(想法),有這種念頭之后院峡,自然就激活了你去尋找等量關(guān)系兴使,自然就激活你的方程知識(shí),否則即便你精通各種解方程的數(shù)學(xué)知識(shí)照激,很可能不會(huì)想到要列方程來解決問題发魄,那這些數(shù)學(xué)知識(shí)也就只能在你大腦中沉睡而不能利用它們來發(fā)揮解題作用。

? 對(duì)此題的第二種解法探索俩垃,這里采用運(yùn)動(dòng)變化思想和臨界思想來進(jìn)行解法探索励幼,它們可以切換和指導(dǎo)我們思維視角、思維方向和思維內(nèi)容口柳,從而發(fā)現(xiàn)隱藏的本質(zhì)和解題突破口苹粟。

? 運(yùn)動(dòng)變化思想它是辯證法運(yùn)動(dòng)變化觀的變現(xiàn),是辯證法認(rèn)識(shí)論與方法論的統(tǒng)一跃闹。?

? 運(yùn)動(dòng)變化思想屬于高層的思想嵌削,屬于具有哲學(xué)性質(zhì)的形而上的思想,所以它的層次高于很多其它的數(shù)學(xué)思想望艺,比如數(shù)形結(jié)合苛秕、轉(zhuǎn)化、變換荣茫、分類討論等這些形而下的思想方法&數(shù)學(xué)等少數(shù)學(xué)科特有的思想方法想帅,而這些形而下的&特有的思想體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)變化思想。當(dāng)然運(yùn)動(dòng)變化思想也不是只能高來高去啡莉,不接地氣港准,只能啟發(fā)變化意識(shí),它也是可以如這些形而下的思想方法一樣咧欣,可以直接指導(dǎo)我們的數(shù)學(xué)思維活動(dòng)浅缸,指導(dǎo)我們具體如何變(變化的手段)、變什么魄咕、變化的方向是什么衩椒。

? 數(shù)學(xué)家波利亞:“對(duì)一個(gè)數(shù)學(xué)問題,改變它的形式,變換它的結(jié)構(gòu)毛萌,直到發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的東西苟弛,這是數(shù)學(xué)解題的一個(gè)重要原則”。

? 心動(dòng)驅(qū)動(dòng)&決定行動(dòng)阁将,解題中大腦的思維在運(yùn)動(dòng)變化膏秫,從而驅(qū)動(dòng)解題的每一步(紙上、黑板上的行動(dòng)操作)變化(解題的每一步都是變化)做盅。

? 運(yùn)動(dòng)變化思想啟發(fā)我們告訴我們要主動(dòng)化靜為動(dòng)缤削,通過考察動(dòng)態(tài)變化過程,在運(yùn)動(dòng)變化過程中窺見問題的本質(zhì)吹榴,動(dòng)中求機(jī)(玄機(jī)亭敢、本質(zhì)模式、規(guī)律)图筹,凸現(xiàn)&發(fā)現(xiàn)隱藏的解題突破口和本質(zhì)帅刀。

? ? 與代數(shù)變形類似,在幾何中也有各種幾何變換和多種變化模式远剩,教材中的幾何變換例如旋轉(zhuǎn)劝篷、平移、對(duì)稱民宿、位似等是典型的幾何變換,也是狹義的像鸡。其實(shí)從變換的功能視角來看活鹰,諸如構(gòu)造全等,構(gòu)造相似只估,作平行四邊形志群,作等腰,作平行線等也是幾何變換蛔钙,都是在變化锌云,它們可以轉(zhuǎn)移可以改變幾何對(duì)象的幾何位置和幾何結(jié)構(gòu),可以轉(zhuǎn)移傳遞數(shù)量關(guān)系吁脱,所以要把它們看成廣義的幾何變換桑涎。學(xué)習(xí)其他數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí),在自己的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中也要有類似這樣的一些認(rèn)知兼贡,不要僵化攻冷,不要過于嚴(yán)格地理解數(shù)學(xué)教材上的部分內(nèi)容而局限自己的認(rèn)知,從而陷入思維認(rèn)知的定勢(shì)陷阱遍希。要自己擴(kuò)充或泛化教材上的一些認(rèn)知等曼,要有自己的主觀的獨(dú)特的看法,要注意在解題中自己提煉領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想,提升思維智慧禁谦,不能只學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)胁黑,特別是不能只學(xué)都是陳述型數(shù)學(xué)知識(shí)的數(shù)學(xué)參考書。

? 對(duì)這道幾何題州泊,用運(yùn)動(dòng)變化的思想結(jié)合臨界思想(邊界丧蘸、極端思想)求動(dòng)圓直徑的最大值。運(yùn)動(dòng)變化思想指導(dǎo)我們變什么拥诡?變直徑FB触趴,變化以FB為直徑的圓。就是讓直徑FB從小到大逐漸變化(遞增),考察在增大直徑的動(dòng)態(tài)變化過程中渴肉,動(dòng)圓的變化情況冗懦,特別是臨界情況,以及動(dòng)圓與其他幾何對(duì)象之間的各種態(tài)勢(shì)&趨勢(shì)變化仇祭,例如位置關(guān)系的變化披蕉。

? 如圖4,在FB增大的過程中乌奇,必須滿足的一些約束:

? 1)F點(diǎn)始終在A點(diǎn)左側(cè)或與A點(diǎn)重合没讲。動(dòng)圓圓心在AB直線上,且始終在O點(diǎn)左側(cè)或與O點(diǎn)重合礁苗。FB的最小值為AB爬凑,此時(shí)F點(diǎn)與A點(diǎn)重合,動(dòng)圓圓心與O點(diǎn)重合试伙。

? ? 2)無論FB為多少嘁信,以FB為直徑的動(dòng)圓始終與圓O相切于定點(diǎn)B,也就是動(dòng)圓始終在過B點(diǎn)的切線的左側(cè)疏叨。

? 3) 動(dòng)圓始終與圓P有公共點(diǎn)(相交或相切)潘靖,公共點(diǎn)為D點(diǎn)。

圖4

? FB增大過程中蚤蔓,變化態(tài)勢(shì)如圖4卦溢。由于動(dòng)圓始終在過B點(diǎn)的切線左側(cè),相當(dāng)于在B點(diǎn)那里放了一塊垂直于FB的擋板(切線)秀又。當(dāng)FB從最小值(等于AB)開始逐漸增大時(shí)单寂,動(dòng)圓如氣球一樣只能向左、向上吐辙、向下膨脹凄贩,但始終不能超越擋板右側(cè)。所以隨著FB的逐漸增大袱讹,很容易得出用文字描述的變化態(tài)勢(shì)疲扎,即得到如下認(rèn)知:

? 1.動(dòng)圓變大昵时,動(dòng)圓圓心在AB直線上逐步向左移動(dòng),離O點(diǎn)越來越遠(yuǎn)椒丧;

? 2.動(dòng)圓與圓P(半圓)有兩個(gè)交點(diǎn)壹甥,這兩個(gè)交點(diǎn)都是D點(diǎn)。例如當(dāng)FB為F1B時(shí)壶熏,動(dòng)圓與圓P存在兩個(gè)交點(diǎn)(公共點(diǎn))句柠。

? 3.結(jié)合圖4,幾何直觀可以得出:隨著FB的逐漸增大棒假,這兩個(gè)交點(diǎn)在圓P(半圓)上構(gòu)成的劣弧會(huì)越來越短溯职,也就是兩個(gè)交點(diǎn)越來越靠近,動(dòng)圓與圓P的位置關(guān)系有逐漸分離的趨勢(shì)帽哑。

? 大腦中進(jìn)行思維實(shí)驗(yàn)或借助圖4進(jìn)行直觀想象谜酒,可以得到如下認(rèn)知:當(dāng)FB繼續(xù)增大到某個(gè)臨界值F2B時(shí),這兩個(gè)交點(diǎn)會(huì)重合妻枕,變成一個(gè)點(diǎn)僻族,也就是此時(shí)動(dòng)圓與圓P相切,這就是圖形的臨界(邊界屡谐、極端)情況述么。之后FB如果繼續(xù)增大,動(dòng)圓與圓P會(huì)相離愕掏,沒有公共點(diǎn)度秘,故不能繼續(xù)增大,這也是存在性與必要性的必然要求饵撑。

? 到這一步應(yīng)該可得到這樣的頓悟:哦敷钾,相切是FB取最大值時(shí)本質(zhì)的幾何模式。發(fā)現(xiàn)FB取最大值時(shí)動(dòng)圓與圓P必相切肄梨,這個(gè)發(fā)現(xiàn)就是波利亞所說的“發(fā)現(xiàn)對(duì)解題有價(jià)值的東西”,也是玄機(jī)挠锥。

? 可見通過從幾何角度考察FB的變化過程众羡,從幾何對(duì)象的運(yùn)動(dòng)變化中動(dòng)中求機(jī)(玄機(jī)),借助幾何直觀慧眼識(shí)機(jī)蓖租,凸現(xiàn)了問題中原本隱藏的對(duì)解題極為關(guān)鍵的本質(zhì)模式和玄機(jī)粱侣。

? ? 發(fā)現(xiàn)相切這個(gè)玄機(jī)之后,下面根據(jù)這個(gè)幾何模式(相切)求出兩線段比值的最小值不存在難度了蓖宦。

? 兩圓相切時(shí)齐婴,動(dòng)圓圓心、點(diǎn)P稠茂、切點(diǎn)D三點(diǎn)共線柠偶。

? 如下圖5情妖,不妨設(shè)AC為2,則AP=PD=1诱担,AB=2\sqrt{2} 毡证,AO=\sqrt{2} 。設(shè)兩圓相切時(shí)動(dòng)圓圓心為Q(易知其在線段AO上)蔫仙,F(xiàn)B為a料睛。則FQ=QB=QD=\frac{a}{2} ,QP=QD-PD=\frac{a}{2} -1摇邦,F(xiàn)A=FB-AB=a-2\sqrt{2} 恤煞,AQ=FQ-FA=2\sqrt{2} - \frac{a}{2} 。BE/DE最小值=AB/FA=\frac{2\sqrt{2} }{a-2\sqrt{2} }

圖5

? 角PAQ=45度施籍,在三角形APQ中居扒,過P作AQ垂線,勾股定理列方程求出a之后法梯,即可求出所求的最小值苔货。


總結(jié)

? 對(duì)有難度的數(shù)學(xué)題,一般至少存在一個(gè)隱藏的認(rèn)知山峰(本質(zhì)立哑、玄機(jī))夜惭。在掌握相關(guān)知識(shí)的情況下,通常需要借助各種數(shù)學(xué)思維方法铛绰、思想方法和思維策略來進(jìn)行各種探索與分析判斷诈茧,化隱為顯,挖掘發(fā)現(xiàn)隱藏的認(rèn)知山峰捂掰,激活敢会、組織、編排这嚣、選擇數(shù)學(xué)知識(shí)來翻越或繞開認(rèn)知山峰鸥昏。


王國(guó)波 2023.3.25

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